(57)【要約】    【課題】  本発明の課題は、磁極への巻線作業が容易で、巻線を高密度にできるとともに巻回姿勢に優れ、電磁気特性が優れる積層鉄心を製造できる積層鉄心の製造方法を提供することにある。    【解決手段】  本発明に関わる積層鉄心の製造方法は、分割鉄心片１１を回動継手１４を介して回動可能に連結してなる帯状鉄心片１０を巻回して鉄心片１t2を形成するとともに鉄心片１t2を積層しカシメて積層鉄心１を製造する方法であって、帯状鉄心片１０を巻回する巻回径を、所望の積層鉄心１を形成する分割鉄心片１１の回動継手径ｄの整数倍として巻回して鉄心片１t2を形成し、該鉄心片１t2を積層しカシメて環状積層鉄心２１を形成し、該環状積層鉄心２１を前記整数倍の整数値で分割して円弧状積層鉄心２１aとし、該円弧状積層鉄心２１aに巻線し、該巻線された各々の円弧状積層鉄心２１aを環状に連結して積層鉄心１を形成している。    【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分割鉄心片を回動継手を介して回動可能に連結してなる帯状鉄心片を巻回して鉄心片を形成するとともに該鉄心片を積層しカシメて積層鉄心を製造する方法であって、
帯状鉄心片を巻回する巻回径を、所望の積層鉄心を形成する分割鉄心片の回動継手径の整数倍として巻回して鉄心片を形成し、該鉄心片を積層しカシメて環状積層鉄心を形成し、該環状積層鉄心を前記整数倍の整数値で分割して円弧状積層鉄心とし、該円弧状積層鉄心に巻線し、該巻線された各々の円弧状積層鉄心を環状に連結して前記積層鉄心を形成する
ことを特徴とする積層鉄心の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機の固定子等に用いられる積層鉄心の製造方法に係り、より詳細には帯状鉄心片を巻回して積層して積層鉄心を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、積層鉄心の製造においては、素材となる金属板の歩留りを高めるべく、鉄心片を直線状に展開して帯状鉄心片として素材の金属板から打抜き、該帯状鉄心片を巻回して積層して積層鉄心が製造されている。(例えば、特許文献１)
この巻回により積層鉄心を製造する方法は、鉄心片を帯状鉄心片の形態にて素材金属板より打抜き形成することにより、製造工程が容易化され素材金属板の歩留りが高まる効果がある。
【特許文献１】特開平２−２３０４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上述の巻回して製造される積層鉄心は、その径が小さい場合、特許文献１の第６図に示すように、接続部１bの曲率半径が小さくなり、接続部１bから内方に出ている歯部２の先端同士の間隔が狭まり磁極廻りの空間が小さくなり、磁極に巻線する作業、または巻線ボビンの装着等が難しくなる場合がある。
【０００４】
このように巻線の巻回が難しいと、巻線作業を生産性よく行えない問題の他に、巻線を高密度に巻くことが困難となり、巻線した巻回姿勢も悪いため線間に余分な隙間ができ巻線形成の精度が出ず、もって巻線された積層鉄心による磁界が乱れ電磁気特性が劣化する問題を生じる。
【０００５】
本発明は上記実状に鑑み、磁極への巻線作業が容易で、巻線を高密度にできるとともに巻回姿勢に優れ、電磁気特性が優れる積層鉄心を製造できる積層鉄心の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するべく、本発明に関わる積層鉄心の製造方法は、分割鉄心片を回動継手を介して回動可能に連結してなる帯状鉄心片を巻回して鉄心片を形成するとともに該鉄心片を積層しカシメて積層鉄心を製造する方法であって、帯状鉄心片を巻回する巻回径を、所望の積層鉄心を形成する分割鉄心片の回動継手径の整数倍として巻回して鉄心片を形成し、該鉄心片を積層しカシメて環状積層鉄心を形成し、該環状積層鉄心を前記整数倍の整数値で分割して円弧状積層鉄心とし、該円弧状積層鉄心に巻線し、該巻線された各々の円弧状積層鉄心を環状に連結して前記積層鉄心を形成している。
【発明の効果】
【０００７】
以上、詳述した如く、本発明に関わる積層鉄心を製造する方法は、帯状鉄心片を巻回する巻回径を、所望の積層鉄心を形成する分割鉄心片の回動継手径の整数倍として巻回して鉄心片を形成し、該鉄心片を積層しカシメて環状積層鉄心を形成し、該環状積層鉄心を前記整数倍値で分割して円弧状積層鉄心とし、該円弧状積層鉄心に巻線し、該巻線された各々の円弧状積層鉄心を環状に連結するので、形成される環状積層鉄心は、磁極先端部の間隔が積層鉄心の中心角より整数倍分広がり、巻線が容易になる。
【０００８】
そのため、巻線は高密度に精度高く行なえるとともに、巻回姿勢が良好であり、電磁気特性の優れる積層鉄心が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００１０】
本発明を適用した実施例の積層鉄心１は、電動機の固定子を形成するものであり、その上面図の図１(ａ)に示すように、巻線が巻回される複数の磁極２と磁界が形成されるヨーク３とを備え、回動継手４を介して隣接するヨーク３が互いに接続され構成されている。
【００１１】
積層鉄心１の各磁極２とヨーク３とは、各磁極２毎に分割された分割鉄心片１１(後述)が、母材の鋼板から打ち抜かれ、積層鉄心１の側面図の図１(ｂ)に示すように、積層され構成されている。
【００１２】
分割鉄心片１１は、図２に示すように、磁極部１２および分割ヨーク１３および母材への打ち抜き・プッシュバックにて形成される回動継手１４を具え、隣接する分割鉄心片１１と互いに回動継手１４を介して接続され巻回されて１枚の鉄心片１tを形成している。  なお、図２(ａ)、(ｂ)は、鉄心片１tの上面図、側面図である。
【００１３】
この鉄心片１tが、図１(ｂ)に示すように、所定枚数積層され、上下層に隣接する鉄心片１t同士が互いにカシメ部ｋ(図１(ａ)参照)にてカシメ固定され、図１に示す積層鉄心１が構成されている。
【００１４】
次に、積層鉄心１の製造方法について説明する。
【００１５】
まず、図３に示すように、順送り金型装置(図示せず)によって、母材の帯状鋼板ｔから各分割鉄心片１１が、帯状鉄心片１０としてプレス加工により打ち抜き形成される。  なお、図３は、順送り金型装置により、間欠搬送される帯状鋼板ｔから帯状鉄心片１０をプレス加工により形成する工程を示した上面図である。
【００１６】
順送り金型装置は、母材の帯状鋼板ｔに順次、所定のプレス加工を行なうための加工ステーションＳ１〜Ｓ９を具備している。
【００１７】
順送り金型装置で加工される帯状鋼板ｔは、加工ステーションＳ１において、分割鉄心片１１の磁極部１２間の不要部ｆ1 を帯状鋼板ｔから打ち抜き形成する。
【００１８】
続いて、加工ステーションＳ２において、分割鉄心片１１の分割ヨーク１３間の不要部ｆ2を帯状鋼板ｔから打ち抜き形成する。
【００１９】
続いて、加工ステーションＳ３において、積層１枚目の分割鉄心片１１に形成されるカシメ部ｋのカシメ部貫通孔ｋ0を帯状鋼板ｔから打ち抜き形成する。  なお、カシメ部ｋのカシメ部貫通孔ｋ0は積層１枚目の分割鉄心片１１にのみ形成される。
【００２０】
続いて、加工ステーションＳ４において、積層２枚目以降、すなわち積層２枚目、３枚目、４枚目、…の分割鉄心片１１に形成されるカシメ部ｋのカシメ突起ｋ1を帯状鋼板ｔから打ち抜き形成する。  このカシメ部ｋのカシメ突起ｋ1は、半抜き突起以外に、ｖ形突起、切り起し突起などのカシメ突起等を、適宜選択して採用できる。
【００２１】
なお、積層１枚目の分割鉄心片１１に形成されるカシメ部ｋのカシメ部貫通孔ｋ0に対し、カシメ部ｋのカシメ突起ｋ1は、積層２枚目、３枚目、４枚目、…の分割鉄心片１１に形成される。
【００２２】
続いて、加工ステーションＳ５において、分割鉄心片１１の分割ヨーク１３上部の不要部ｆ3を帯状鋼板ｔから打ち抜き形成する。
【００２３】
続いて、加工ステーションＳ６において、分割鉄心片１１の磁極部１２先端側部の不要部ｆ4、ｆ4を帯状鋼板ｔから打ち抜き形成する。
【００２４】
続いて、加工ステーションＳ７において、分割鉄心片１１の磁極部１２先端縁に隣接する不要部ｆ5を帯状鋼板ｔから打ち抜き形成する。
【００２５】
続いて、加工ステーションＳ８において、分割鉄心片１１の分割ヨーク１３、１３間上部の不要部ｆ6を帯状鋼板ｔから打ち抜き形成する。
【００２６】
続いて、加工ステーションＳ９において、帯状鋼板ｔを打ち抜いて、分割鉄心片１１の分割ヨーク１３、１３間を分割するとともにプッシュバックして、回動継手１４を形成する。
【００２７】
上記の加工ステーションＳ１〜Ｓ９の工程を経て、分割鉄心片１１が互いに回動継手１４を介して回動自在に接続された帯状鉄心片１０が形成される。  なお、帯状鋼板ｔより打ち抜いた帯状鉄心片１０以外の残余のスクラップｓcは、巻取り除去される。
【００２８】
この帯状鉄心片１０は、図４に示すように、分割鉄心片分離・連結器Ｂrにより、１回環状巻き最後の分割鉄心片１１e1の分割ヨーク１３e1を上面より押圧して帯状鉄心片１０から回動継手１４による連結を分離するとともに、図４中の帯状鉄心片１０の下にある１回環状巻き最初の先端の分割鉄心片１１s1の分割ヨーク１３s1に回動継手１４を介して連結し、一巻きの鉄心片１tを形成する。  この工程を繰り返して、鉄心片１tを所定枚数形成して積層するとともに、上下層に隣接する分割鉄心片１１を互いにカシメ部ｋにてカシメ固定し、図１に示す積層鉄心１を構成できるものである。
【００２９】
ところで、図４に示すように、積層鉄心１(図１(ａ)参照)の回動継手径ｄと同じ径で帯状鉄心片１０から鉄心片１tを形成し積層しカシメ固定して、各磁極２に巻線を巻回する場合、回動継手径ｄの寸法によっては、磁極２先端部の間隔が狭く巻線の巻回が困難となり、高密度に巻線を巻回できぬ等の問題が生じる場合がある。
【００３０】
そこで、本発明では、以下のような構成を採用している。
【００３１】
図５に示すように、帯状鉄心片１０を巻回する際、所望の製造する積層鉄心１の回動継手径ｄ(図１(ａ)参照)の整数倍、この例では２倍の径２ｄで巻回し、分割鉄心片分離・連結器Ｂrにより、１回環状巻き最後の分割鉄心片１１e2の分割ヨーク１３e2を上面より押圧して帯状鉄心片１０から回動継手１４による連結を分離するとともに、１回環状巻き最初の先端の分割鉄心片１１s2の分割ヨーク１３s2に回動継手１４を介して連結し、一巻きの鉄心片１t2を形成する。  この工程を繰り返して、鉄心片１t2、１t2、…を所定枚数積層するとともに、上下層に隣接する分割鉄心片１１を互いにカシメ部ｋにてカシメ固定する。
【００３２】
なお、カシメ固定は、一つの分割鉄心片１１を下層の分割鉄心片１１上に重ねた際に行なっても良いし、また、一枚の鉄心片１t2を下層の鉄心片１t2上に重ねた際に行なっても良いし、また、複数枚の鉄心片１t2を重ねた際に行なっても良いし、カシメ固定のタイミングは、任意に選択できる。
【００３３】
こうして、積層鉄心１の回動継手径ｄの２倍の径２ｄで巻回された鉄心片１t2が積層された環状積層鉄心２１が形成される。  その後、環状積層鉄心２１は、図５に示す分割箇所Ｓ2、Ｓ2で２つに分割して円弧状積層鉄心２１a、２１aとした後、各磁極２に巻線する。この環状積層鉄心２１から分割された円弧状積層鉄心２１a、２１aは、積層鉄心１の回動継手径ｄの２倍の径２ｄを有するので、磁極２間の中心角が２倍になった分、磁極２間の間隔が広がり、巻線作業を容易に行なうことができる。
【００３４】
円弧状積層鉄心２１a、２１aの各磁極２に巻線後、巻線を省略して表す図６に示すように、締付具Ｇにより円弧状積層鉄心２１aの外周側から包み込むように矢印に示す如く力ｆを加えて環状に連結して、高密度に巻線された積層鉄心１(図１参照。なお、図１においては巻線は省略して示す。)が形成できる。
【００３５】
図７は、帯状鉄心片１０を巻回する際、製造する積層鉄心１の回動継手径ｄ(図１(ａ)参照)の３倍の径３ｄで巻回した場合を示している。
【００３６】
図７に示すように、帯状鉄心片１０を巻回する際、所望の製造する積層鉄心１の回動継手径ｄ(図１(ａ)参照)の３倍の径３ｄで巻回し、分割鉄心片分離・連結器Ｂrにより、１回環状巻き最後の分割鉄心片１１e3の分割ヨーク１３e3を上面より押圧して帯状鉄心片１０から回動継手１４による連結を分離するとともに、１回環状巻き最初の先端の分割鉄心片１１s3の分割ヨーク１３s3に回動継手１４を介して連結し、一巻きの鉄心片１t3を形成する。  この工程を繰り返して、鉄心片１t3を形成して所定枚数積層するとともに、上下層に隣接する分割鉄心片１１を互いにカシメ部ｋ(ｋ0、ｋ1)においてカシメ固定する。
【００３７】
なお、カシメ固定は、一つの分割鉄心片１１を下層の分割鉄心片１１上に重ねた際に行なっても良いし、また、一枚の鉄心片１t3を下層の鉄心片１t3上に重ねた際に行なっても良いし、また、複数枚の鉄心片１t3を重ねた際に行なっても良いし、カシメ固定のタイミングは、任意に選択できる。
【００３８】
こうして、積層鉄心１の回動継手径ｄの３倍の径３ｄで巻回された鉄心片１t3が積層された環状積層鉄心３１が形成される。  そして、環状積層鉄心３１は、図７に示す分割箇所Ｓ3、Ｓ3、Ｓ3で３つに分割し円弧状積層鉄心３１a、３１a、３１aとした後、各磁極２に巻線する。  環状積層鉄心３１が分割された円弧状積層鉄心３１a、３１a、３１aは、積層鉄心１の回動継手径ｄの３倍の径３ｄを有するので、磁極２間の中心角は3倍となることから、磁極２間の間隔が前記の回動継手径ｄの２倍の径２ｄの環状積層鉄心２１よりさらに広がり、巻線作業をさらに容易に行なうことができる。
【００３９】
円弧状積層鉄心３１a、３１a、３１aの各磁極２に巻線後、図６に示したと同様に、締付具Ｇにより円弧状積層鉄心３１aの外周側から包み込むように力を加えて環状に連結すると、さらに高密度に巻線された積層鉄心１(図１参照)を形成することができる。  なお、前記環状に連結した箇所を溶接して連結を強化してもよい。
【００４０】
上述したように、帯状鉄心片１０を巻回する際、所望の積層鉄心１の回動継手径ｄ(図１(ａ)参照)の整数倍の径で巻回することにより、所望サイズであっても、巻線性が良好で高密度に巻線された積層鉄心１を得ることが可能となる。
【００４１】
次に、積層鉄心１を製造する工程における環状積層鉄心の外径を、回動継手の半径(図４、５、７参照)を用いて算出する例について、図８を参照して説明する。
【００４２】
回動継手の半径ｄ／２、２ｄ／２、３ｄ／２とは、図４、５、７に示すように、分割鉄心片１１を回動可能に連結してなる帯状鉄心片１０を巻回して所望サイズの積層鉄心１を製造する工程における環状積層鉄心の巻回中心Ｏから分割鉄心片１１の回動継手１４までの距離である。  説明に用いる記号は、以下の通りである。
【００４３】
ｒ、ｒ3      ：  環状積層鉄心の外径寸法／２
ｄ／２、３ｄ／２  ：  設計上の指定寸法  (所望サイズの積層鉄心１を巻回形成する環状積層鉄心の巻回中心Ｏから回動継手１４までの長さ)
Ａ      ：  所望の積層鉄心１のスロット分割角度／２
図８(ａ)は、所望サイズの積層鉄心１を、分割鉄心片１１からなる帯状鉄心片１０を回動継手径ｄで巻回して形成した場合(1セット巻き)の算出例を示す(図４参照)。
【００４４】
この際の分割鉄心片１１は、巻回の中心Ｏから回動継手半径ｄ／２のX軸上への投影長さbは、      ｂ=cosＡ×ｄ／２      となる。  但し、Ａは積層鉄心１の分割鉄心片１１の中心角であるスロット分割角度／２
この投影長さｂから分割鉄心片１１の外周端までの距離がaであるから、積層鉄心１の半径ｒ(積層鉄心１の外径寸法/2)は、      ｒ＝a＋ｂ＝a＋cosＡ×ｄ／２      として算出される。  また、ｃ＝sｉｎＡ×ｄ／２  である。
【００４５】
図８(ｂ)は、分割鉄心片１１からなる帯状鉄心片１０を回動継手径ｄの3倍で巻回して環状積層鉄心３１を形成した場合(3セット巻き)の外径の算出例を示す(図７参照)。  この際の分割鉄心片１１は図８(ａ)と同様であり、巻回の中心Ｏから3倍の回動継手半径３ｄ／２のX軸上への投影長さｂ３は、  ｂ３＝cosＡ／３×３ｄ／２  となる。  但し、Ａは、所望の積層鉄心１の分割鉄心片１１の中心角であるスロット分割角度/２
この投影長さｂ３から分割鉄心片１０の外周端までの距離がaであるから、環状積層鉄心３１の半径(外径寸法/2)ｒ３は、    ｒ３＝a＋ｂ３＝a＋cosＡ／３x３ｄ／２    として算出される。  また、ｃ＝sｉｎＡ／３×３ｄ／２  である。
【００４６】
このように、積層鉄心１の外径の整数倍で形成した環状積層鉄心を、回動継手径の該整数倍の整数値で分割すると、この例では回動継手径を3倍で形成した該3で分割すると、分割して形成された積層鉄心１は、サイズ、形状の精度がさらに良好になる。
【００４７】
上記構成によれば、所望サイズの積層鉄心１を形成する回動継手径ｄの整数倍、例えば２倍の回転継手径２ｄで帯状鉄心片１０を巻回すると、図５に示すように形成される環状積層鉄心２１は磁極２先端部の間隔が、その中心角が２倍になる分広がり、また３倍の回動継手径で巻回すると図７に示すように環状積層鉄心３１は磁極２先端部の間隔が、その中心角が３倍になる分さらに広がり、何れも巻線が容易に行なえる。
【００４８】
そのため、磁極２への巻線は高密度に精度良くなされ、巻回姿勢も良好で電磁気特性の優れる積層鉄心１が得られる。
【００４９】
なお、上述の実施例では、電動機の固定子に用いられる積層鉄心を例示して説明したが、実施例と同様な構成の積層鉄心であれば、本発明を有効に適用し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】(ａ)および(ｂ)は、本発明の実施例に関わる積層鉄心を示す上面図、および側面図。
【図２】(ａ)および(ｂ)は、本発明の実施例の積層鉄心の鉄心片を示す上面図、および側面図。
【図３】実施例に関わる帯状鉄心片を帯状鋼板から打ち抜き加工により形成する工程を示した上面図。
【図４】実施例に関わる帯状鉄心片から積層鉄心の回動継手径と同じ径で環状積層鉄心の鉄心片を形成して積層する状態を示す上面図。
【図５】実施例に関わる帯状鉄心片から積層鉄心の回動継手径の２倍の径で環状積層鉄心の鉄心片を形成して積層する状態を示す上面図。
【図６】実施例の分割した環状積層鉄心を締付具により外周側から包み込むように力を加えて環状に連結して積層鉄心を製造する工程を示す図。
【図７】実施例に関わる帯状鉄心片から積層鉄心の回動継手径の３倍の径で環状積層鉄心の鉄心片を形成して積層する状態を示す上面図。
【図８】(ａ)および(ｂ)は、実施例の積層鉄心を形成する際の環状積層鉄心の半径と分割鉄心片の回動継手半径の寸法関係を示す図。
【符号の説明】
【００５１】
１…積層鉄心、
１０…帯状鉄心片、
１１…分割鉄心片、
１４…回動継手、
２１、３１…環状積層鉄心、
２１a、３１a…円弧状積層鉄心、
１t2、１t3…鉄心片、
ｄ…分割鉄心片の回動継手径。
【図１】
2007135264.tif 000003
【図２】
2007135264.tif 000004
【図３】
2007135264.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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